目的:全面评估常见静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）指标检测儿童失神性癫痫（CAE）异常脑活动的能力。方法:回顾性收集自2010年2月至2021年9月于南京大学医学院附属金陵医院就诊的20例CAE患儿的同步采集脑电图-功能磁共振成像（fMRI）数据，排除2例头动较大的CAE患儿后，共18例患儿的44段发放状态fMRI数据用于后续研究，使用广义线性模型计算获得了癫痫放电相关的激活图。同时纳入94名年龄和性别相匹配的健康对照，采集其rs-fMRI数据。基于fMRI数据集，计算12种常见rs-fMRI指标［低频振幅（ALFF）、分数低频振幅（fALFF）、局部一致性（ReHo）、功能连接密度（FCD）、长程FCD、短程FCD、流入格兰杰因果关系密度（GCD-in）、流出GCD（GCD-out）、净流入GCD（GCD-int）、rs-fMRI滞后分析（RSLA）、Hurst指数及大脑熵值］，并采用两样本 t检验，比较并获取了患儿组与健康对照组之间的差异脑图，采用戴斯系数评价各指标与激活图的重合度。 结果:CAE患儿癫痫放电相关的血氧水平依赖正激活主要在双侧丘脑，负激活主要在默认模式网络（DMN）相关脑区。各种静息态指标检测到的异常脑区之间存在明显的重叠：与健康对照组相比，CAE患儿静息态指标ALFF、fALFF、ReHo、Hurst指数、GCD-in、GCD-out及短程FCD在双侧丘脑升高，而FCD、长程FCD、GCD-int及RSLA降低；与健康对照组相比，CAE患儿ALFF、fALFF、ReHo、短程FCD、GCD-out、RSLA及大脑熵值在DMN降低，而FCD、长程FCD、GCD-in及GCD-int升高。FCD系列指标与全面棘慢波放电相关的血氧水平依赖激活脑图的戴斯系数最高（长程FCD的戴斯系数为0.365，FCD则为0.362），而Hurst指数表现最低（戴斯系数为0.142）。结论:多个rs-fMRI指标不同程度地反映了CAE患儿异常脑活动变化，其中FCD分析对CAE患儿的癫痫活动有较好的检测能力。rs-fMRI技术有助于理解CAE的病理生理机制，寻找可靠的影像学标志物。

实时评估干旱半干旱区的生态环境质量,对我国干旱半干旱区生态环境可持续发展具有至关重要的意义.本研究以阴山北麓典型地区内蒙古武川县为研究区,利用谷歌地球引擎,耦合绿度、湿度、干度、表土粒度、热度5个指标,构建表土遥感生态指数(TRSEI),对武川县1990-2020年生态环境质量进行评价,并采用一元线性回归、多元回归残差分析以及Hurst指数等方法揭示生态环境质量的时空演变及其驱动因素.结果表明:研究区TRSEI的第1主成分贡献度超过70％,特征值均值达0.148,表明TRSEI能有效集成各生态指标信息,引入的表土粒度指标对干旱半干旱区生态环境质量评价有重要意义.1990-2020年,研究区TRSEI波动范围在0.289～0.458,整体呈轻微恶化趋势;耕地及退耕区生态环境质量有所改善,改善区域面积占总面积的47.9％,而草地、裸地、城建区恶化,恶化区域面积占总面积的52.1％.未来,36.9％区域的生态环境质量将持续改善,而41.4％区域可能持续恶化.人类活动是研究区生态环境质量变化的主要驱动因素,面积占比88.6％;气候变化同样有显著影响,面积占比11.4％.TRSEI能够有效评估干旱半干旱区生态环境质量,可为干旱半干旱区生态保护建设提供科学依据.

厘清植被变化及驱动因素,可为生态修复和社会可持续发展提供参考.本研究基于Google Earth Engine平台获取2000-2020年河南省植被覆盖数据,并结合Theil-Sen Median趋势、Mann-Kendall检验和Hurst指数,揭示河南省及其流域分区(海河流域分区、黄河流域分区、淮河流域分区、长江流域分区)植被分布和变化趋势,并联合因子探测及因子交互,从不同尺度探究了自然和人文因素对植被的影响机制.结果表明:研究期间,河南省植被覆盖度(FVC)呈南高北低的分布格局,以中高植被覆盖为主,其中,长江流域分区最好.河南省及各分区FVC变化规律一致,呈波动上升趋势,均以明显改善为主,其中,长江流域分区的改善面积最大.基于Hurst指数,河南省未来植被状况除了淮河流域分区可能持续改善外,其他分区均表现为从改善转向退化.河南省及各分区植被变化是人文因子与自然因子综合作用的结果,因子影响力随时间而改变,主导因子存在地域差异,土地利用/覆盖类型和夜间灯光等人文因素的影响强于海拔、坡度、年均低温等自然因素.因素间的交互作用,尤其是人文与自然因素的交互作用,呈非线性增强关系.

消落区植被的生长变化一定程度上会影响水资源的可用性.雅鲁藏布江是中国、印度、孟加拉等国家的主要淡水水源地,流域内海拔落差大,气候的空间异质性较高.消落区在淡水生态系统保护中具有重要功能,但它易受到全球气候变化的影响,因此开展消落区植被对气候变化的响应研究对于保护雅鲁藏布江流域生物多样性和构建生态安全屏障具有重要意义.本研究选取雅鲁藏布江流域消落区植被作为研究对象,利用遥感技术,选取归一化植被指数(NDVI)进行了Theil-Sen Median趋势分析和Mann-Kendall检验,利用Hurst指数探究了长时间序列下消落区植被的时空变化趋势,并通过广义线性模型研究了消落区植被NDVI与气温、降水、雪水当量和水位波动频率等影响因素之间的相关性.结果表明,1990-2022年间,雅鲁藏布江流域消落区和1-5 km缓冲区的平均NDVI呈现西北低、东南高的变化趋势.时间尺度上,消落区植被NDVI总体呈波动上升趋势,其中最高值(0.16)和最低值(0.06)分别出现在2002年和2022年.年均NDVI的变化结果显示,中高海拔区域的NDVI持续增加,而中下游区域的NDVI变化不稳定.随着海拔升高,消落区和1-5 km缓冲区的NDVI持续减少和反持续减少的面积占比呈波动变化,海拔1,500-3,000 m地区受影响最为明显.水位波动频率是消落区NDVI的最佳解释变量之一,而温度则是缓冲区NDVI的主要影响因素.此外,随着海拔升高,雪水当量对NDVI的解释力逐渐增加.该研究对雅鲁藏布江流域的生物多样性保护和生态安全屏障的构建具有重要意义.

红树林是全球重要的生态系统,了解红树林的时空变化特征及演变趋势对开展红树林的保护、恢复及可持续管理具有重要意义.基于谷歌地球工程(Google Earth Engine,GEE)云平台,利用全球红树林分布数据和陆地卫星(Landsat)系列光学影像特征指数数据,结合Theil-Sen中值趋势分析、Mann-Kendall检验、Hurst指数等方法,分析了全球红树林的时空分布特征、时空演变趋势及其可持续特征.结果表明:1990-2020年全球红树林面积呈先下降后上升趋势,总面积减少52174.18km2,年平均流失率达1.2％,红树林面积减少最多的地区为东南亚,其次为澳大利亚和新西兰、南美洲和东南非洲;红树林呈退化趋势变化的面积(81.44％)明显多于改善区域的面积(17.43％),其中澳大利亚和新西兰的退化趋势最为明显;2015-2020年全球红树林变化趋势有所改善,有73.85％的区域在未来是可持续的,持续改善区域面积(38.58％)大于持续退化区域面积(33.06％),且改善区域的可持续性明显高于不可持续性,表明2020年之后全球红树林整体上呈改善趋势变化.全球红树林时空变化特征和演变模式,可为生物多样性保护、沿海经济发展、生态环境的可持续改善提供重要支撑,对评估联合国2030可持续发展目标实现的状况具有重要影响.

在黄河流域生态保护与高质量发展的战略背景下,开展汾河流域生态质量评价与时序动态特征分析对流域的生态保护与可持续发展政策的制定至关重要.基于Google Earth Engine平台,在绿度(NDVI)、湿度(Wet)、热度(LST)、干度(NDBSI)的基础上增加土壤盐度(BCSI)、PM2.5浓度指标,通过主成分分析法构建标准化遥感生态指数(SRSEI)来评价汾河流域的生态质量;通过Theil-Sen median趋势分析、Mann-Kendall检验和Hurst指数,对汾河流域的生态质量进行时序动态特征分析.结果表明:2000-2020年SRSEI与各指标的多年平均相关度为0.8191;2000-2020年汾河流域SRSEI均值由0.4133增长到0.5176;流域内,山地的生态质量最好,盆地的生态质量最差;流域内,生态改善与恶化区域面积比例分别为83.32％和15.96％,生态持续改善与持续恶化面积比例分别为19.3％和5.98％;山地与盆地生态出现恶化的区域分别占流域生态恶化面积的26.21％和52.87％;SRSEI对汾河流域生态评价的结果是可靠的;2000-2020年汾河流域生态质量总体呈现改善趋势;生态恶化主要发生在盆地.应加强盆地生态治理、建设生态设施、营造生态防护林,避免人对自然的过度破坏.

植被作为陆地生态系统的主体,能够有效反映全球或区域尺度下的生态环境变化状况.分析植被覆盖时空动态变化特征及驱动力因素,对区域生态系统可持续发展具有重要意义.本文利用归一化植被指数(NDVI)作为指标,研究2000-2019年河南省植被时空动态变化特征,基于地理探测器模型分析河南省植被的空间异质性及其驱动力,并通过Hurst指数分析植被的未来趋势.结果表明:2000-2019年河南省NDVI整体呈现波动上升趋势,增长速度为0.016 10 a-1,其中2009-2019年增长速度减缓并出现减小趋势;土壤类型、土地利用类型、GDP和人口密度4类因子对NDVI空间分布的影响程度最大;单一因子影响力均低于任两个因子的交互解释力,其中,自然和人为因子的交互作用对NDVI空间分布有明显的影响;由Hurst指数分析发现,河南省未来NDVI变化呈现反可持续性特征,Hurst指数＜0.5区域占整个研究区域的植被覆盖度百分比为58.3％,整个研究区未来主要呈现下降趋势.

黄河源区为我国生态脆弱区之一,近年来其生态环境问题备受关注.基于Google Earth Engine(GEE)平台并结合1990-2021年黄河源区Landsat遥感影像,本文综合6个指标(热度、干度、空气质量、绿度、湿度和叶面积指数)构建了遥感生态指数,对该区域生态环境质量动态进行了评价.结果表明:黄河源区热度、干度和空气质量指标对其生态环境质量呈负反馈作用;绿度、湿度和叶面积指数对生态环境质量呈正反馈作用,其中绿度为最关键的影响因素;黄河源区生态环境质量改善区占74.51％,总体呈"南优北劣"的空间格局,1990-2021年生态环境质量总体持续向好;1990-2021年,黄河源区89.75％的生态环境质量变化幅度较小,稳定性较好;Hurst指数分析表明,66.36％的黄河源区生态环境质量具有中强持续性,未来该区生态环境质量将会持续得到改善.

睡眠呼吸暂停综合症(SAS)是一种常见的睡眠障碍,传统上往往采用时频分析等方法研究其脑电信号的异常,都忽略了睡眠脑电的空间位置信息和特征的差异.采用微状态分析的方法,分别对健康人和SAS患者5个睡眠阶段(W、N1、N2、N3、REM)的脑电进行分析,探究SAS患者睡眠脑电特征在时间和空间上的差异.选取66名SAS患者和10名健康人的睡眠脑电,计算W-REM的全局场功率(GFP)并取GFP峰值数据进行聚类.得到4个微状态,这4个微状态地形图分别呈现为右额左后(A)、左额右后(B)、额枕中线(C)和额中线(D),并且计算微状态参数(出现频率、平均持续时间、覆盖率).此外,还计算了微状态序列的静态属性[全局方差(GEV)],动态属性(熵率),转换概率和转移矩阵的对称性.最后,用Hurst指数来评估微状态序列的远程相关性.在W-REM阶段,健康人和SAS患者的出现频率、平均持续时间、覆盖率、GEV、转换概率、熵率、Hurst指数均存在显著差异(P＜0.05).转移矩阵均具有对称性(P＞0.01).Hurst指数均大于0.5,具有远程相关性.与健康人相比,SAS患者W-N3阶段微状态B、C的持续时间降低.SAS患者GEV的SUM大于健康人,说明SAS患者大脑活跃度更高.W-N3阶段健康人的Hurst指数逐渐减小,长期记忆减弱,而SAS患者从N1-N3阶段Hurst指数逐渐减小.每个睡眠阶段健康人的熵率都大于SAS患者,携带的脑电信息较少.

植被作为陆地生态系统的主要组成部分,对区域生态系统环境变化、全球碳循环和气候调节具有非常重要的作用.怒江-萨尔温江流域是东南亚最重要的跨境河流之一,其植被变化会影响区域生态系统和气候.研究以怒江-萨尔温江流域为研究区,基于2000-2021年MODIS NDVI数据,利用BFAST模型、Hurst指数以及地理探测器研究了其植被覆盖时空演变趋势和未来可持续性以及驱动因子.结果表明:(1)2000-2021年,怒江-萨尔温江流域植被覆盖总体呈波动上升趋势,多年平均植被覆盖度FVC(Fractional Vegetation Cover)为0.73,以高植被覆盖和较高植被覆盖为主.植被分布具有明显的空间异质性,下游和中游植被覆盖明显优于上游.(2)BFAST趋势表明,近22年怒江-萨尔温江流域植被覆盖改善和退化的区域面积占比分别为71.24％、28.76％,改善的区域远大于退化的区域,说明研究区植被得到较好的保护.Hurst指数显示,未来植被将持续改善和退化的区域占比分别为94.89％、2.76％.BFAST与Hurst二者叠加共耦合了 17种植被覆盖的未来趋势情形,整体上未来植被呈持续改善为主,将持续改善和持续退化状态的面积占比分别为68.99％、29.09％.(3)基于最优参数的地理探测器结果表明,海拔对研究区植被覆盖分布具有宏观控制作用,影响最大,其次是气温、降水等气象因子.各区域植被覆盖影响因素又具有差异性,其中,海拔和土地利用方式对上游地区植被覆盖的影响比中游和下游区域显著;中游高山峡谷地区以海拔以及海拔差异带来的气温、降水差异对植被覆盖影响重大;下游地区以人口、GDP等人为因素影响为主.研究结果对了解研究区生态环境状况及未来变化提供科学数据支持.